Đang tải... (xem toàn văn)
Nếu thả khối nước đá nổi không buộc dây thì khi nước đá tan hết, mực nước trong bình sẽ không thay đổi Áp lực lên đáy bình không thay đổi Ban đầu buộc bằng dây và dây bị căng chứng tỏ kh[r]
(1)UBND HUYỆN TAM DƯƠNG PHÒNG GD&ĐT ĐỀ CHÍNH THỨC KÌ THI KHẢO SÁT HSG LỚP VÒNG Năm học: 2010-2011 Môn: Vật Lí Thời gian: 150 phút không kể thời gian giao đề Câu 1: (2 điểm) Một người đến bến xe buýt chậm phút sau xe buýt đã rời bến A, người đó bèn taxi đuổi theo để kịp lên xe buýt bến B (Coi hai xe là chuyển động thẳng đều) a) Nếu đoạn đường AB =4 km, vận tốc xe buýt là 30 km/h Hỏi vận tốc xe taxi nhỏ phải bao nhiêu để người đó kịp lên xe buýt bến B b) Nếu người đó đến bến B và tiếp tục chờ thêm phút thì xe buýt đến nơi Hỏi xe buýt và xe taxi gặp đâu trên quang đường AB Câu 2: ( điểm) Trong bình nhiệt lượng kế ban đầu chứa m 0=400g nước nhiệt độ t0=250C Người ta đổ thêm khối lượng nước m nhiệt độ tx vào bình thì cân nhiệt, nhiệt độ nước bình là t1=200C Cho thêm cục đá khối lượng m2 nhiệt độ t2= - 100C vào bình thì cuối cùng bình có M=700g nước nhiệt độ t 3=50C Tìm m1, m2, tx Biết nhiệt dung riêng nước là c =4200J/kg.K, nước đá là c =2100J/kg.K, nhiệt nóng chảy nước đá là =336.103J/kg Bỏ qua trao đổi nhiệt các chất bình với nhiệt lượng kế và môi trường Câu 3: (2 điểm) Hai gương phẳng G1, G2 có mặt phản xạ quay vào và hợp với góc nhọn hình Chiếu tới gương G1 tia sáng SI hợp với mặt gương G1 góc a) Vẽ tất các tia sáng phản xạ trên hai gương trường hợp =450, =300 b) Tìm điều kiện để SI sau phản xạ hai lần trên G1 lại quay theo đường cũ Câu 4: (2 điểm) Cho mạch điện hình U AB = 10V; O R1 = 15; Đ(5V-10W); Ra = a) Đèn sáng bình thường Tính RX A b) Tìm RX để công suất nó cực đại ? Tính công suất ? Độ sáng đèn lúc này nào ? Câu 5: ( điểm) Trong bình nước hình trụ có khối nước đá giữ sợi dây nhẹ, không giãn (xem hình vẽ bên) Biết mực nước bình hạ xuống 15 cm sau khối nước đá tan hết? Cho diện tích mặt thoáng nước bình là 100cm2 và khối lượng riêng nước là 1000kg/m Tính lực căng dây lúc ban đầu Hết ( Cán coi thi không giải thich gì thêm) G1 S I H1 G2 α Rx Đ H2 R1 U B (2) HƯỚNG DẪN CHẦM VÀ THANG ĐIỂM VẬT LÍ (Đáp án này có trang) Bài Câu Điểm phần Nội dung Điểm toàn bài Kí hiệu quang đường AB là S, vận tốc xe buýt là V=30km/h Gọi vận tốc xe taxi là Vtx, Quang đường mà xe buýt sau phút ( 15 h ) là a 1đ S1=30 15 =2 (km) Vậy quang đường còn lại xe buýt phải là 4-2=2 km Thời gian để xe buýt tiêp tục đến B là phút Để người đó đến B kịp lên xe buýt thì xe taxi phải vận tốc ít nhât là V1 cho xe buýt đến B thì xe taxi đến B , ít V1= : 15 =60 km/h Gọi C là điểm mà xe buýt và xe taxi gặp trên quãng đường AB Hình vẽ : Gọi thời gian xe taxi từ A đến C là t (phút), thời gian xe taxi từ C đến B là t’ ta có : V= AC (1 ) CB (2) = t+4 t '+2 (3) ; V tx = AC =CB t t' (4 ) (V, Vtx là vận tốc xe buýt và xe taxi) b 1đ V t Từ (1) và (3) suy : V = t +4 tx V 0,5 0,5 0,25 ; tương tự từ (2) và (4) ta t' có : V = t ' +2 từ đó ta có : tx 0,25 t t' t t +4 = ⇒ = = =2 t +4 t ' +2 t ' t ' +2 t AC Kết hợp với (3) và (4) ta có t ' =CB =2 hay AC=2CB 0,25 AC= AB Vậy xe taxi gặp xe buýt hai xe đã B C A quãng đường AB 0,25 Sau đổ lượng nước m1 nhiệt độ tx vào và hệ cân nhiệt t1=200C, phương trình cân nhiệt có dạng c1.m0.(t0-t1)= c1.m1.(t1-tx) t1 = m0 t 0+ m1 t x 0,4 25+m1 t x = =20 (1) m0+ m1 0,4 +m1 Mặt khác ta có m1+m2=0,3kg (2) Sau thả cục nước đá vào ta có phương trình cân nhiệt : c1.(m0+m1)(t1-t3)= c2.m2.(0-t2)+m2+c1m2(t3-0) 0,4+m1=6m2 (3) Từ (2) và (3) giải ta được: m1=0,2 kg, m2=0,1kg 0,5 0,25 0,5 (3) Thay vào (1) ta tx=100C 0,5 0,25 Hình vẽ đúng G1 a 1đ M 0,5 S I G2 S’ Gọi I, K,OM, N αlần lượt là các điểm tới trên các gương, Vừa vẽ HS vừa tính K các góc: N OIK= =30 ; IKO=1050; IKM =300; KMI=1200; KMN =600; MNO == 150 từ đó suy NS’ không thể tiếp tục cắt G1 Vậy tia sáng phản xạ hai lần trên gương 0,25 0,25 0,25 b 1đ Tia sáng SI sau phản xạ trên gương G1 thì chiếu tới G2 theo đường IN và phản xạ tới G1 theo đường NK Để tia sáng phản xạ trở lại theo đường cũ thì NK phải vuông góc với G1, Gọi NM là pháp tuyến G2 N (M G1) Xét tam giác vuông OMN (vuông N)có OMN=90o- α Xét tam giác MNI có: OMN=MNI+MIN 0,25 90o − β mà MIN = và MNI = G1 (Tam giác INM I S vuông K) M 90o − β K Suy ra: 90o- α =+ β 450- α = G2kiện là: Vậy để có tượng trên thì điều 0 α α <45 vàO =90 -2α =900-2α 0,25 0,25 N a 1đ Đèn sáng bình thường, U1 = 0,5 (4) 10 - = 5V Ta có: Iđ = I1 + IX 5 Hay = 15 + R x 0,5 RX = 3 R x U AB Ta tính Ux=U1= 15+7 R x 15 +7 √ R x ¿ √Rx ¿ 36 U AB R x U AB ¿ : R x= ¿ 15+7 R x ¿ U2 Px= R = x x 0,25 b 1đ Áp dung BĐT côsi cho hai số không âm Px≤ 36 U AB 60 = 15 15 ;7 √ R x √Rx 0,5 60 W Dấu “=” xảy 30 30 đó Ux= V Uđ=10= 7 Vậy Công suất cực đại Rx là 15 15 =7 √ R x ⇔ R x = √Rx 40 5,7 V Vậy đèn sáng bình thường Nếu thả khối nước đá (không buộc dây) thì nước đá tan hết, mực nước bình không thay đổi (Áp lực lên đáy bình không thay đổi) Ban đầu buộc dây và dây bị căng chứng tỏ khối nước đá đã chìm sâu so với thả thể tích V, thể tích này đúng thể tích nước rút xuống đá tan hết Khi đó lực đẩy Ac-si-met lên phần nước đá ngập thêm này tạo nên sức căng sợi dây là FA, lực căng là F Ta có: FA = 10.V.D = F <=> 10.S.h.D = F (với h là mực nước hạ thấp khối nước đá tan hết) thay số ta có F=10.0,01.0,15.1000=15N 0,25 0,5 0,5 0,5 0,5 Giám khảo chú ý: - Ngoài đáp án trên, học sinh làm theo cách khác mà đúng chất vật lý và đáp số thì cho điểm tối đa - Nếu học sinh làm đúng từ trên xuống chưa kết thì đúng đến bước nào cho điểm đến bước đó - Nếu học sinh làm sai trên đúng xuất phát từ quan niệm vật lí sai thì dù có kết đúng không cho điểm - Trong bài học sinh không ghi đơn vị các đại lượng cần tìm hai lần ghi sai đơn vị thì trừ 0,25 điểm cho toàn bài - Giám khảo có thể chia thành các ý nhỏ để chấm điểm - (5)